Teorias ácido-base de Arrhenius

Ácidos de Arrehenius

É todo composto molecular que em solução aquosa sofre ionização liberando

* Ionização  Formação de íons

Considerações Importantes

Na fórmula estrutural dos ácidos as ligações químicas são covalentes (molecular) ou seja, não há íons, mas quando dissolvemos essas substâncias em água, os íons são formados. Por isso a solução aquosa de ácido conduz corrente elétrica (eletrólito). O que caracteriza o ácido é sua propriedade de ceder H⁺.

O H⁺ liberado se liga a uma molécula de água formando

Portanto numa solução ácida não temos H⁺ e sim H₃O⁺, mas como nos livros é comum a representação dessas soluções apenas por H⁺, dizemos:

O H⁺ é uma maneira cômoda de representar o H₃O⁺.

A ionização que mostramos como exemplo:

Fica corretamente representada por:

HA + H₂O  H₃O⁺ + A^-

Mas as duas são consideradas corretas.

O cátion H⁺ (H₃O⁺) é responsável pelo sabor azedo das soluções ácidas. Não se deve provar os ácidos para identificá-los, pois vários deles são extremamente reativos.

A ionização acontece em etapas, onde em cada etapa ocorre a liberação de um H⁺ ou seja a formação de um H₃O⁺.

Exemplo

Ácido Clorídrico (HCl)  1 Hidrogênio ionizável  1 etapa

ou

HCl + H₂O  H₃O⁺ + Cl^-

Ácido Carbônico (H₂CO₃)  2 Hidrogênios ionizáveis  2 etapas

NUNCA SE ESQUEÇA: Quando aparecer H⁺, na verdade é o H₃O⁺

Força dos Ácidos

Ao dissolver-se um ácido na água, algumas moléculas sofrerão ionização formando H⁺ (ou H₃O⁺), outras não. Quanto maior é o número de moléculas ionizadas, mais forte é o ácido.

Nomenclatura

Hidrácidos (ácidos não oxigenados)

Ácido Nome do elemento + ÍDRICO

Exemplo

HCl : ácido clorídrico.

HF : ácido fluorídrico.

H₂S : ácido sulfídrico.

HCN : ácido cianídrico.

Oxácidos  (ácidos oxigenados)

A grande maioria dos ácidos apresentam oxigênio. Temos alguns caminhos para a nomenclatura desses ácidos, vamos agora por um deles.

NOME:  Ácido     Elemento central + ICO

TABELA DE ÁCIDOS PADRÃO

1ª REGRA

Ácido padrão com um átomo de oxigênio a menos

Ácido Elemento central + oso

Exemplo

H₂SO₃ Ácido sulfuroso

(Veja na tabela que o ácido padrão para o enxofre é H₂SO₄)

2ª REGRA

Ácido padrão com dois átomos de oxigênio a menos

Ácido    Hipo + elemento central + oso

Exemplo

H₃PO₂ Ácido Hipofosforoso

(o ácido padrão para o fósforo é o H₃PO₄)

3ª REGRA

Ácido padrão com um átomo de oxigênio a mais

Ácido    Per + elemento central + ico

Exemplo

HClO₄  Ácido Perclórico

(Padrão para o cloro é HClO₃)

Ácidos "orto"

Este prefixo não altera a fórmula do ácido, apenas indica que é possível retirar água.

Exemplo

Ácido ortofosfórico = Ácido Fosfórico H₃PO₄

Ácidos "meta"

Este prefixo indica que foi retirado uma molécula de água de uma molécula do ácido.

1 (ácido) -1 H₂O

Exemplo

Ácido metafosfórico HPO₃

Ácidos "piro"

Este prefixo indica que foi retirado uma molécula de água de duas moléculas do ácido.

2 (ácido) - 1 H₂O

Exemplo

Ácido Pirofosfórico H₄P₂O₇

2.(H₃PO₄)

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Indicadores Ácidos

Indicadores ácidos são substâncias que, ao entrar em contato com soluções ácidas, mudam de cor. A mudança de cor indica a presença do H⁺ (H₃O⁺).

Existem vários indicadores:

• O papel de tornassol azul torna-se vermelho quando entra em contato com soluções ácidas.
• O alaranjado de metila (metil orange) torna-se róseo quando entra em contato com soluções ácidas.

Ácidos importantes

Vamos considerar os ácidos mais utilizados. É importante lembrar suas fórmulas.

HCl ácido clorídrico.

Vendido no comércio com o nome de ácido muriático, é utilizado, entre outros usos, em limpeza geral. É liberado pela mucosa estomacal durante a digestão, aonde atinge concentração de 0,01mol por litro.

H₂SO₄ ácido sulfúrico (ou sulfato de hidrogênio).

É um dos mais fortes de que a química dispõe e é utilizado em inúmeros processos, sendo a substância produzida em maior quantidade no mundo.

É muito utilizado na fabricação de fertilizantes, na indústria petroquímica e na fabricação de corantes. Está presente nas baterias de automóveis.

O H₂SO₄ é um dos ácidos presentes na água da chuva ácida. Ela ocorre em ambientes onde o ar atmosférico está poluído, causando destruição da superfície de edifícios e de monumentos de mármore, granito, bronze e outros materiais minerais e poluindo o solo e a água de rios, lagos, mares e oceanos.

H₂CO₃  ácido carbônico ou carbonato de hidrogênio

É o ácido presente em qualquer bebida gaseificada. O ácido carbônico (H₂CO₃) é uma substância altamente instável, que se transforma facilmente em gás carbônico (CO₂ ) e água.

H₃PO₄  ácido fosfórico ou fosfato de hidrogênio

Utilizado para acidificar refrigerantes e xampus. É utilizado na fabricação de fertilizantes.

H₂S    ácido sulfídrico ou sulfeto de hidrogênio

Possui cheiro de ovo podre. É liberado por bactérias em processos de decomposição como ocorre no lixo ou na boca, onde é um dos responsáveis pelo mau hálito matinal.

H₃CCOOH     ácido acético

Ácido presente no vinagre.

Bases de Arrhenius

São compostos iônicos que em solução aquosa liberam OH^- (Hidróxido ou Hidroxila)

B(OH)_x B^x+ + XOH^-

Um composto inorgânico pode ser classificado como base ou hidróxido, identificando a presença do OH^-, em sua fórmula, à direita.

NaOH

Ca(OH)₂

Como as bases são compostos iônicos, quando dissolvidos em água os íons separam-se, este processo é chamado de dissociação iônica.

Veja algumas dissociações:

NaOH Na⁺ + OH^-

Ca(OH)₂ Ca²⁺ + 2OH^-

Bases - Formulação

Para encontrar a fórmula de uma base, considera-se que os ânions OH ^- devem anular as cargas do cátion.

Exemplos

Cátions mais importantes

Valência Fixa

Valência Variável

Nomenclatura

Hidróxido de _________ - acrescentando-se o nome do cátion a seguir.

Exemplos

NaOH - hidróxido de sódio.

Ca(OH)₂ - hidróxido de cálcio.

Al(OH)₃ - hidróxido de alumínio.

NH₄OH - hidróxido de amônio.

Para cátions com mais de uma valência, especifica-se esta em algarismos romanos ou usam-se as terminações:

______oso : para o de menor valência.

______ico : para o de maior valência.

Exemplos

- hidróxido de ferro II ou hidróxido ferroso

- hidróxido de ferro III ou hidróxido férrico

Propriedades das Bases de Arrehenius

O OH^- (hidroxila) em solução aquosa é responsável pelas propriedades características das bases:

• sabor adstringente (amarra na boca);
• deixa a pele lisa e escorregadia.

Indicadores de Bases

Os indicadores de ácidos, também são indicadores se bases. Na verdade, são chamados de indicadores ácido-base.

A fenolftaleína é uma solução que, ao entrar em contato com soluções básicas, torna-se vermelha e em contato com ácidos, é incolor. A fenolftaleína está presente em comprimidos do laxante lacto-purga. Um outro indicador ácido-base é uma substância presente nas folhas do repolho roxo.

Força de Bases

Nem todos os íons-fórmula - B(OH)_x - da base que está dissolvida em água, dissociam-se em B^x+ + XOH^-. Quanto maior é a capacidade da base dissociar-se, produzindo íons OH^-, tanto mais forte será.

Bases fortes: São os hidróxidos dos metais dos grupos IA e IIA: NaOH, KOH, Ca(OH)₂, Ba(OH)₂ , etc.

Bases fracas: As demais: NH₄OH, Al(OH)₃ Fe(OH)₃

Química Aplicada

NaOH - hidróxido de sódio: Uma das substâncias consumidas em maior quantidade no mundo todo. É utilizada em limpeza doméstica pesada, para fabricar sabão, etc. Nome usual: soda cáustica.

Mg(OH)₂ - hidróxido de magnésio: Em suspensão aquosa é comercializada como leite de magnésia, um antiácido estomacal e laxante suave.

Al(OH)₃ - hidróxido de alumínio: É utilizado em medicamentos antiácidos.

Ca(OH)₂ - hidróxido de cálcio: Também conhecido como cal hidratada, é usado na preparação da massa dos pedreiros (areia + cimento + cal hidratada + água). A cal hidratada, Ca(OH))₂ , também é usada na caiação (pintura a cal).

NH₄OH - hidróxido de amônio: É o amoníaco. Usado em limpeza doméstica e na produção de fertilizantes. É uma base que se decompõe, liberando o gás amônia (NH₃).

NH₄OH NH₃ + H₂O

Potencial Hidrogeniônico (pH)

A escala de pH vai de 0 a 14. A medida do pH permite identificar se uma solução é ácida, básica (alcalina) ou neutra.

O método mais simples de se determinar o pH de uma substância é a utilização do chamado indicador universal: uma fita de papel onde há uma mistura de vários indicadores ácido-base. A coloração do indicador universal sempre muda quando em contato com alguma solução. Na embalagem desse tipo de indicador, há uma escala de cores associadas ao pH de soluções.

pH = 7 - solução neutra.

pH < 7 - solução ácida - quanto menor o pH, mais ácida a solução.

pH > 7 - solução básica - quanto maior o pH, mais básica a solução.

Exemplos:

Café  pH = 5   

Solução de bateria (solução aquosa de ácido sulfúrico): pH = 1

O pH das duas soluções é menor que 7, indicando que ambas são soluções ácidas. A solução de bateria apresenta pH mais baixo, portanto é mais ácida que o café.

Exemplos:

Sabonete: pH = 10     

Limpa forno: pH = 13

O pH dos dois produtos é maior que 7; portanto, são ambos básicos. O limpa-forno tem pH maior; portanto, é mais básico que o sabonete.

A tabela abaixo mostra o valor do pH de substâncias usadas no nosso cotidiano.

Lembre-se:

diminuição do pH  - a solução torna-se mais ácida (ou menos básica).

aumento do pH  - a solução torna-se menos ácida (ou mais básica).